Producción de bioetanol carburante a partir del residuo mucilaginoso de cacao CCN-51 y su simulación en Aspen Plus®.

The residual biomass has not been fully valued and used in Ecuador from the energy point of view, an example of this is the cocoa mucilage which is currently a waste without useful and profitable use. However, it represents a high energy potential in the production of fuel bioethanol.The objective of this study was to simulate the production of fuel bioethanol from the CCN-51 cocoa mucilage residue using the Aspen Plus® program.La biomasa residual no ha sido totalmente valorada y aprovechada en Ecuador desde el punto de vista energético, ejemplo de ello es el mucílago de cacao que en la actualidad es un residuo sin aprovechamiento útil y rentable. Sin embargo, representa un alto potencial energético en la producción de bioetanol carburante. El objetivo de este estudio fue simular la producción de bioetanol carburante a partir del residuo de mucílago de cacao CCN-51 utilizando el programa Aspen Plus®

Aplicación de los modelos cinéticos Logístico Integrado y Gompertz Modificado para la producción de bioetanol en procesos fermentativos a partir de mucílago de cacao CCN-51

El objetivo de este estudio es modelar la producción de bioetanol generado en la fermentación de mucílago de Cacao CCN – 51 con levadura del tipo Saccharomyces Cerevisiae y la aplicación de los modelos: Logístico Integrado y Gompertz modificado. [1] En Ecuador no se ha valorado el mucílago de cacao, que es un residuo que presenta un alto potencial energético en la producción de bioetanol como aditivo de la gasolina. La fermentación discontinua  se desarrolló en un biorreactor de tipo batch bajo diferentes condiciones de pH, temperatura y concentración de levadura. Durante la reacción se evaluó, la cantidad de biomasa y bioetanol generado,  mediante los métodos de peso seco por liofilización y microdifusión respectivamente. El resultado de la concentración final de bioetanol fue de 25,41 g/L a una temperatura de 35 ºC, pH de 4 y concentración de levadura de 3 g/L. A partir de los resultados, se utilizó el modelo logístico para describir el crecimiento de la levadura y el modelo Gompertz modificado para modelar la producción de bioetanol, ajustando ambos modelos con coeficientes de determinación (R2) superiores a 0,9

Optimización de la producción de bioetanol en procesos fermentativos del mucílago de Cacao CCN – 51 en un biorreactor tipo batch

La biomasa residual no ha sido totalmente valorada y aprovechada en Ecuador desde el punto de vista energético. Ejemplo de ello es el mucílago de cacao que en la actualidad es un residuo sin aprovechamiento útil y rentable. Sin embargo, representa un alto potencial energético en la producción de bioetanol para uso como aditivo en gasolinas. El objetivo de este estudio fue optimizar la producción de bioetanol generado en la fermentación de mucilago de Cacao CCN – 51 con levadura Saccharomyces cerevisiae mediante el proceso experimental y la aplicación de los modelos: Logístico y Gompertz modificado [1], y la simulación con el modelo de Andrew y Levenspiel [2]. La fermentación discontinua  se desarrolló en un biorreactor de tipo batch bajo diferentes condiciones de pH, temperatura y concentración de levadura. Durante la reacción se evaluó, la cantidad de biomasa, etanol y sustrato consumido mediante los métodos de peso seco, microdifusión y FTIR respectivamente. El resultado    de la concentración final de bioetanol fue de 22,06 g/L a una temperatura de 35 ºC, pH de 4 y concentración de levadura de 3 g/L y los modelos ajustaron los datos experimentales con coeficientes de determinación superiores a 0,9

Estimación del potencial de producción de bioetanol a partir de los residuos de la corteza del cacao en Ecuador

In this study, the theoretically obtainable bioethanol production potential is estimated from the use of cacao residues in Ecuador, through the formulation of a mathematical model of the acid hydrolysis in cellulose of cacao husks and its conversion to ethanol by fermentation. Methodologically, the study was based on official documentation on the national and provincial amount of residual biomass of this crop, and on a kinetic model adapted to the case under study. An amount of 8.28 Mml of bioethanol was obtained, whose mixture with extra gasoline, at a ratio of 5:95 v/v, results in the Ecopaís E5C gasoline. Production of 166 Mml of E5C was estimated, corresponding to 10 % of the national production for the year 2017 and 56 % of the production for the year 2014, year in which the residual biomass of cacao was estimated. The coastal region contributes with 71 % of the national bioethanol and E5C production, led by the province of Guayas, in which E5 gasoline represents 25 % of its consumption in 2017. It is concluded that this production route of bioethanol is an attractive diversification option of the current production route based on the cultivation of sugarcane, adding value to residual biomass that is currently discarded. The theoretical results constitute the basis for more detailed studies in those provinces that combine a high potential for cacao residues and increasing consumption of E5 but must be complemented with experimental research to corroborate their validity and provide elements that determine the viability of the bioethanol production route studied.En el presente estudio se estima el potencial de producción de bioetanol en Ecuador, teóricamente obtenible a partir del aprovechamiento de residuos de cacao; para esto, se formuló un modelo matemático de la hidrólisis ácida en la celulosa de la corteza del cacao y su conversión a etanol por fermentación. Metodológicamente, el estudio se apoya en documentación oficial sobre la cantidad de biomasa residual de este cultivo nacional y provincial, y en un modelo cinético adaptado al caso en estudio. Se obtuvo 8,28 Mml de bioetanol, de cuya mezcla con gasolina extra, en una proporción 5:95 v/v, resulta la gasolina Ecopaís E5C. Se estimó una producción de 166 Mml de E5C, correspondiente al 10 % de la producción nacional para el año 2017 y 56 % de la producción para el año 2014, año en el que se estimó la biomasa residual de cacao. Asimismo, la región Costa aporta el 71 % de la producción nacional de bioetanol y de E5C, liderado por la provincia de Guayas, en la cual la gasolina E5 representa el 25 % de su consumo en 2017. Se concluye que esta ruta de producción de bioetanol es una opción atractiva de diversificación respecto al cultivo de la caña de azúcar, y agrega valor a una biomasa residual desechada actualmente. Los resultados teóricos constituyen la base para estudios más detallados en provincias que combinan un alto potencial de residuos del cacao y un consumo creciente de E5C, pero deben complementarse con investigaciones de corte experimental para corroborar su validez y aportar elementos que determinen la viabilidad de la ruta de producción de bioetanol estudiada. &nbsp

Eficiencia energética en la industria de lácteos San Antonio de la ciudad de Cuenca

El presente estudio se ejecutó en la Industria “Lácteos San Antonio”, ubicada en la ciudad de Cuenca, en donde se ha identificado que el consumo energético y la falta de programas de auditoría y eficiencia energética incrementan costos de producción. El objetivo fue promover el mejor aprovechamiento de los recursos energéticos de la empresa mediante el análisis de los rendimientos de equipos térmicos, eléctricos, y la adopción de medidas técnico-organizativas que permitan lograr ahorros de los insumos energéticos y disminuir costos de producción por este rubro. El estudio se basó en métodos y cálculos especificados: para el análisis de gases se empleó el Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria, y para el análisis eléctrico se empleó la regulación CONELEC004/01.Los indicadores se enriquecieron con criterios y sugerencias provenientes de las personas ligadas a la empresa y otras ligadas al sector académico. Los resultados del estudio muestran bajos rendimientos en el sistema de refrigeración y de generación de vapor, excesiva cantidad de aire para la combustión, bajos factores de potencia y penalizaciones. Estos parámetros pueden mejorarse con el control y ajuste de los equipos de refrigeración y generación de vapor, cambio de tecnología en compresores del sistema de refrigeración y la puesta en funcionamiento de sistemas de control que posee la empresa como el banco de condensadores, identificando los puntos de mejoras energéticas para conseguir beneficios tangibles como la reducción del consumo energético de hasta un 3% anual cuya inversión es relativamente baja, encontrándose en el orden de 5 000 dólares.This work was conducted in “Lacteos San Antonio”, located in Cuenca, Azuay. High energy consumption and lack of programs of energy efficiency have been identified that increase the production costs of this company. Therefore, the objective of the study was twofold:a) to analyze the performance of thermal and electrical equipment and to promote abetter use of the energy resources, and b) to adopttechnical and organizational strategies as a path to save energy intending to reduce production costs in the company. The work has been based on methods and computations specified by the “TextoUnificado de LegislaciónAmbientalSecundaria”, in the case of the analysis of gases, and the Regulation CONELEC004/01, in the case of the analysis of electricity consumption analysis. Suggestions and opinions of technicians working in the company, as well as researchers involved in the topic of energy efficiency and management have also been considered as an input to conduct the study. The results of the study showed low efficiency on the refrigerating and the steam generation systems. The boilers work with air in excess, which is one of the factors that affect the efficiency of the boilers. Moreover, low power factor and penalties have been identified. These problems can be partially solved with a better adjustment of refrigeration and steam equipments, technology changes in the gas compressor and the operation of control systems (e.g. the condenser bank), identifying points where energy improvements are required to achieve tangible benefits such as reduced energy consumption up to 3%, with relatively low investment (e.g. in the order of US$5000). Some recommendations and suggestions that can be introduced in the short and medium term in the companyare presented at the end of the work. These intend to contribute with strategies to help LácteosSan Antonio to keep its position in the region and be a leader in energy management at a nationwide level.Magíster en Planificación y Gestión EnergéticasCuenc

Desarrollo de productos alimenticios derivados del níspero, con la utilización de edulcorantes: nutritivos y no nutritivos

Tratando de mejorar cada día más es de vital importancia ir adaptando nuevas variedades de plantas e ir dando a conocer algunas variedades que hasta el momento no se han difundido, por ejemplo una de ellas es el Níspero, un fruto con una gran cantidad de nutrientes como son vitaminas, carbohidratos y bioelementos como el hierro, magnesio, potasio, entre otros que ayudan a equilibrar nuestro régimen alimenticio...Ingeniero QuímicoCuenc

Aplicación de Aspen Custom Modeler (ACM) en la fermentación del residuo mucilaginoso de cacao CCN-51 : Aplicación de Aspen Custom Modeler (ACM) en la fermentación del residuo mucilaginoso de cacao CCN-51

The residual biomass has not been fully valued and used in Ecuador from the energy point of view. An example of this is the cocoa mucilage, which is currently a waste without useful and profitable use. However, it represents a high energy potential in the production of bioethanol for use as an additive in gasoline, resulting in a possible replacement for fossil fuels [1].The objective of this study was the use of the Aspen Custom Modeler (ACM) software to model the production of bioethanol generated in the fermentation of Cacao CCN-51 mucilage, applying the kinetic model of Andrew and Levenspiel [2].La biomasa residual no ha sido totalmente valorada y aprovechada en Ecuador desde el punto de vista energético. Ejemplo de ello es el mucílago de cacao que en la actualidad es un residuo sin aprovechamiento útil y rentable. Sin embargo, representa un alto potencial energético en la producción de bioetanol para uso como aditivo en gasolinas, resultando un posible reemplazo de los combustibles fósiles [1]. El objetivo de este estudio fue el uso del software Aspen Custom Modeler (ACM) para modelar la producción de bioetanol generado en la fermentación de mucilago de Cacao CCN – 51 aplicando el modelo cinético de Andrew y Levenspiel [2]

Aplicación de Aspen Custom Modeler (ACM) en la fermentación del residuo mucilaginoso de cacao CCN-51 : Aplicación de Aspen Custom Modeler (ACM) en la fermentación del residuo mucilaginoso de cacao CCN-51

The residual biomass has not been fully valued and used in Ecuador from the energy point of view. An example of this is the cocoa mucilage, which is currently a waste without useful and profitable use. However, it represents a high energy potential in the production of bioethanol for use as an additive in gasoline, resulting in a possible replacement for fossil fuels [1].The objective of this study was the use of the Aspen Custom Modeler (ACM) software to model the production of bioethanol generated in the fermentation of Cacao CCN-51 mucilage, applying the kinetic model of Andrew and Levenspiel [2].La biomasa residual no ha sido totalmente valorada y aprovechada en Ecuador desde el punto de vista energético. Ejemplo de ello es el mucílago de cacao que en la actualidad es un residuo sin aprovechamiento útil y rentable. Sin embargo, representa un alto potencial energético en la producción de bioetanol para uso como aditivo en gasolinas, resultando un posible reemplazo de los combustibles fósiles [1]. El objetivo de este estudio fue el uso del software Aspen Custom Modeler (ACM) para modelar la producción de bioetanol generado en la fermentación de mucilago de Cacao CCN – 51 aplicando el modelo cinético de Andrew y Levenspiel [2]

Modelado cinético de la producción de Hidromiel

This work studies the fermentation kinetics to produce mead using Saccharomyces cerevisiae, selected from three commercial yeasts to generate a product with better organoleptic characteristics and greater acceptance by a group of untrained tasters. The values of the kinetic parameters of the fermentation were obtained from a series of fermentations at laboratory scale, maintaining constant the initial concentration of biomass (1.5 g/L), the operating temperature (33 ºC) and the pH (4) and varying the initial soluble solids concentration in four values (10, 16, 22 and 25 ºBrix). Based on the experimental results, a mathematical modeling was developed to estimate the variables of interest. Thus, from the application of the Monod model, the saturation constant (Ks) of 336.6 g/L was obtained, with a maximum specific growth rate (μ_max) of 0.071 h-1. Using the integrated logistic model, the experimental values were adjusted to obtain the average value of μ_max of 0.0815 h-1. Finally, the maximum ethanol production rate (rpm) of 0.2621 g/L was obtained through the modified Gompertz model. Therefore, Monod, integrated logistic and modified Gompertz models were ideal mathematical tools to interpret the kinetic behavior of honey fermentations, predict and control this process, both on a laboratory scale and on a subsequent industrial scale. Thus, contributing to the knowledge of the dynamic behavior of mead production and its level of technological development

Kinetic modeling of batch bioethanol production from CCN-51 cocoa mucilage

Background: The aim of this study was the production of bioethanol generated during the fermentation of CCN-51 Cocoa mucilage with Saccharomyces cerevisiae yeast and the fitting of experimental data to the mathematical models: Logistic, modified Gompertz, and Andrews and Levenspiel. There are limited studies regarding the high energy potential of cocoa mucilage from Ecuador for bioethanol production as a gasoline additive. Currently, this by-product of the cocoa industry is considered as waste. Methods: Discontinuous fermentation was performed in a batch bioreactor under different conditions of pH, temperature and yeast concentration. During the reaction, bioethanol concentration, yeast and consumed substrate were evaluated by means of microdiffusion, dry weight by lyophilization and UV spectrophotometry, respectively. Significant Findings: The result of the final bioethanol concentration was 25.41 g/L at a temperature of 35 °C, pH of 4 and yeast concentration of 3 g/L. The models were fitted with determination coefficients greater than 0.9. From the results, the logistic model was used to describe yeast growth. Modified Gompertz model is considered appropriate for modeling bioethanol production. Both models fit the data adequately; however, Andrews and Levenspiel model, besides of the good adjustment, considered inhibition terms of the substrate and product